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导语：在机电一体化内涵的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
【关键词】机电一体化技术 人才需求 调研
【中图分类号】G717 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）17-0027-05
一 调研目的
调研吴中区及周边机电类企业，通过对企业的用人标准、用人层次、招聘途径、员工培训以等各个方面的调研，分析企业对机电一体化专业人才需求、岗位要求、素质能力等方面的要求，探寻机电一体化专业人才培养中的关键问题和教学体系设计的思路，调整我校机电一体化专业下一步建设和发展的方向，为我校机电一体化专业办出特色、办出成效，为人才培养目标的修订奠定基础。
二 调研对象
调研对象为机电类国有、民营、外资等企业人事经理、部门经理、技术骨干、我校机电专业毕业生。具体企业有苏州新火花机床有限公司、苏州宝玛数控设备有限公司等企业。
三 调研方法
1.典型调研
重点调查与我校机电专业长期紧密合作的企业。调研该企业的生产岗位，岗位要求，企业招聘要求，员工的学历结构，企业管理制度，企业文化生活等。采用企业参观、企业骨干访谈等形式。
2.重点调研
重点调查近两年机电一体化专业毕业生。调研毕业生所在的企业、工作岗位、岗位要求、企业管理、企业文化等。
3.抽样调研
针对开办本专业来，抽样采集优秀企业生的典型案例。调研优秀毕业生成长过程中，基本素养、知识结构、能力结构等要素与个人成才的关系。
四 调研内容
1.现状及发展趋势
机电一体化技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，是提高现代化制造产品质量和劳动生产率的重要手段。随着高新技术的快速发展，机电一体化技术在现代工业生产中得到广泛的应用，机电一体化产品的种类变得越来越广泛，在各行各业自动化生产、制造、运行与维修及其他环节中都占据了极其重要的战略地位。用高新技术来改造传统产业，而且新技术本身也要形成产业化。
2.人才供需状况
调研苏州产业结构，装备制造产业内的企业所占比重较高，图1说明苏州产业结构中装备产业内的企业占到35%。
3.岗位技能情况
本次主要调研17家企业，了解企业的主要生产产品，企业的基本性质，企业的主要岗位，以及主要岗位的基本要求等。表1为调研企业的主要信息。
苏州市教育科学“十二五”规划课题“中职机电专业‘工学六合一’人才培养模式的实践研究”（批准号：130502171）
本次对近两年的毕业生调查中，对于机电一体化技术专业所覆盖的职业岗位群进行汇总。用人单位对机电一体化技术专业毕业生所开设的岗位分布情况如下表2所示。机电一体化技术专业毕业生主要从事机电一体化设备的运行、安装、调试、检测和维护等相关的岗位，也有部分营销及售后服务和生产管理工作。
在近两年机电一体化专业毕业生调查中，不同性质的企业对近年来我校毕业生的整体素质和能力基本肯定，各单位对我校机电一体化技术专业毕业生的岗位能力提出不同的要求，见机电一体化专业岗位专项能力表。
五 调研分析
1.从业人员分析
企业中，目前招聘人员的途径主要是通过传统媒体广告招聘、校园招聘会、人才资源中介机构、内部员工推荐、现场招聘会、网络招聘等形式。职业学校学生主要以校园招聘会招聘为主。图2为企业员工招聘渠道与招聘数量比例图。
图2 企业员工招聘渠道
对于各个岗位人才层次需求，不同类型的企业需求有很大的不同，但是总体趋势是：技术工人的人才层次集中在高职和中专学生，现场管理人员集中在高职和本科学生；设计人员通常集中在本科生。其中调研的13家企业普遍认为高职学生基本素质好，基本功扎实，自我学习能力强，业务能力提升快，有团队合作精神，也更便于管理，而且到具体岗位后，上手较快，并能胜任多个岗位需求。图3为企业员工学历层次分布图。
图3 企业员工学历层次分布
对于现场管理人员来说，企业偏向选择高职生和本科生，这部分人员都需要从基层做起，了解具体产品的生产工艺流程，能在现场指导工人解决生产加工中出现的问题。对于选择高职还是本科生，企业的使用部门更多的是要看其工作中的表现和适应能力，并不是太注重其学历。图4为企业员工技能等级分布图。
图4 企业员工技能等级分布
2.课程设置分析
根据调研，明确机电一体化专业主要面向的职业与岗位，掌握具体岗位主要业务工作。表4为机电一体化职业岗位分析表。
结合企业具体岗位要求，将其细分于专业课程内，
并机电一体化专业的职业能力与课程相对应。
3.招生就业分析
2013、2014年我校招收的590名五年一贯制学生中，机电一体化技术专业人数稳定于13%。图5为2013、2014年江苏省吴中中等专业学校五年制专业招生比例。
近两年，机电一体化技术专业毕业学生共190人，就业率100%，专业对率92%。在175名专业对口人名中，按机电产品制造、机电产品维修、机电产品销售三个就业方向，见图6：机电一体化技术专业就业方向比例图。
4.同类院校分析
我校周边开设机电一体化技术专业的职业学校有苏州高等职业技术学校、苏州工业园区职业技术学校、苏州相城中等专业学校，它们都是江苏省联合职业技术学院的分院或办班点，它们具有相同的机电一体化技术专业人才培养方案。我校五年一贯制按江苏城市职业学院招生，在江苏城市职业学院机电一体化技术专业的框架内，结合我校的特色，制订出符合我区及苏州市对机电一体化专业的需求而开发的人才培养方案。
以开发的两分人才培养方案进行对比，我校的人才培养方案在修订中，更具特色，主要呈现以下几个特点：（1）岗位任务与职业能力更加细化。我校机电一体化技术专业在岗位工作任务与职业能力的分析上，围绕机电产品安装与调试、机电设备维护与维修、机械零部件生产、机电产品质量检验与管理、机电产品售后服务等核心岗位，更加具体，对职业能力要求与素质更加细化，培养方向更加清晰。（2）职业能力结构更加真实。我校机电一体化技术专业将职业能力培养细分为专业能力、社会能力、方法能力的三个维度，并呈现出具体的内涵。人才培养方案的实施更具可操作性。（3）课程的教学内容与要求更具针对性。我校机电一体化技术专业所包含的课程从课时分配、主要教学内容及要求、教学实施建设、考核方法等方面进行描述，为课程实施带来更大的便利。
六 调研结论
1.人才培养定位准确
在充分调研的基础上，我校机电一体化技术专业以“培养与我国社会主义现代化建设要求相适应，德、智、体、美全面发展，具备良好的职业道德和职业素养，从事机电一体化设备的运行、安装、调试、检测和维护等相关岗位的技术工作，适应生产、建设、服务和管理一线需要的发展型、复合型和创新型的技术技能人才”，作为人才培养目标，定位清楚，方向明确，符合企业、学生、家长的要求。
2.人才培养途径有效
我校在该专业的开办中，主要通过以下途径来完成人才培养。
第一，以专业建设提升专业内涵。在学校宏观调控下，机电一体化专业团队紧抓各种机遇，以专业建设为抓手，全面提升机电一体化专业内涵。在专业建设中，积极参与省市级各项评估，反复锤炼机电一体化专业的办学能力。近年来，专业教学设施设备得到不断充实，师资队伍不断壮大，教学管理更加规范，学生就业形势更加喜人。2013年机电一体化专业被评为省品牌专业。
第二，以课程改革促进教学效果。加强校企合作，在“工学六合一”教学模式下，开展课程改革。以机电一体化技术专业人才培养方案为纲领，开发专业课程标准，以建设校级、区级、市级精品课程为抓手，建设校本特色教材、课程资源库。
以校企联动、引入企业生产案例改革实训课程教学。建立学校专业教师与企业工程师联合教学团队，指导机电一体化专业学生技能训练。将企业生产案例引入校园，转化为教学内容，贯穿于实训教学中，提高学生技能训练的针对性与实效性。通过第三方（企业工程师、区技能鉴定员）对技能训练进行考核，提高考核的公平性。
第三，以技能竞赛提升实践能力。校技能节中车工、钳工、维修电工等项目的开设，为机电一体化专业学生技能的选择提供很大的平台。积极参与苏州市技能竞赛，更大程度地提升师生技能的水平。
第四，以“三创”基地引导创业意识。机电一体化技术专业所在系部，建立了学校“车娱水”洗车行、“衣香坊”洗衣房，为机电一体化专业学生提供了创业平台。课余时间在“三创”基地工作，提高学生创业意识，增加了创业的机会，提高服务能力。
3.教学改革成效明显
机电一体化技术专业人才培养目标的要求，推动教学工作必须进行一系列的改革。首先是建设好一支教师队伍。一方面以名师工作培养班、青年教师培养班的开设，梳理我校教师教育教学理念，增加现代职业教育改革意识。另一方面通过一些培训，提高教师职业教育的各项能力。其次是大力提升课堂教学效果。结合职业学校学生特点，加强理实一体化、项目化教学，转换教师角色，实现学生由被动学变为主动学。再次大力改革评价方式。将结果性考核转变为过程性考核，尝试学校考核转变为第三方考核，从而实现学生考核的合理性、公平性。
4.师资实力雄厚
机电一体化技术专业有着一支知识扎实、技能过硬、理念先进的教学团队，能够胜任好机电一体化技术专业的各项教育教学工作。第一，校内教学团队。机电一体化技术专业教师现有24人，师生比1∶16，其中研究生学历（硕士学位）达到29%，高级职称达到8.3%以上，获得机电专业相关的技师资格达到100%。第二，兼职教师团队。聘用苏州新火花机床有限公司高级工程师高×强等8名企业专家、苏州工业职业技术学院温×芳博士等4名高职校教授参与教育教学工作。外聘教师为该专业教育教学注入更多新鲜的元素，为办出特色专业提供有力的保障。
【关键词】职业学校 机电一体化 课程平衡 专业素养
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）31-0249-01
职业学校机电一体化专业是以国外“双元制”教育模式为蓝本，以培养具备基本课程知识、富有创新能力的综合性人才为教学目标的，要求将学生培养成能够开发、运用机电一体化产品的高等技术型人才。因此，在实际教学中，需要对学生“机”、“电”两个方面的课程进行有效安排，充分分析两类课程之间的学科特点，从而实现课程之间的平衡性，促进学生专业素养的提升。
一、关于机电一体化专业的概述
1.内涵。机电一体化专业是一门具有较强应用性的综合型课程，主要是在坚持发展性原则、人本化原则以及系统性原则的基础上，以培养学生机械学电子学方面的知识、培养学生创新实践能力为培养目标，从而满足相关行业的人才需求，促进机电专业的发展。
2.当前机电一体化专业教学中存在的问题。首先，课程内容设置落后。许多职业学校机电一体化专业在课程设置上往往是对固有教材的重复利用，而忽视了社会的发展使得企业需求发生的变化，因此教学内容与企业的人才需求不相符合。其次，重理论教学而轻实践操作。由于许多教师在教学过程中沿袭了传统的教学模式，坚持以教师为中心，一味地对机电相关的理论知识进行强制灌输，而忽视了实践的重要性。这种被动地学习模式也使得学生学习的积极性与主动性受到了压制，不利于学生对知识的掌握。而缺乏实践的经验，也不利于学生创新能力的培养，与素质教育的要求相背离。再次，机械学与电子学被分离开来。机械制造与电气工艺这两类技术的联系越来越紧密，许多产品在操作上都需要操作者同时具备机械学与电子学的理论。但是在实际教学中，许多职业学校在课程设置上将这两类学科分离开来，有的偏重于机械学的教学，有的偏重于电子学的教学，使得学科之间的平衡性被打破。而学生在学习过程中也难以掌握学科之间的有机联系，常常出现偏科的现象，不利于其全面发展。最后，校企之间缺乏有效的合作。根据教育部的规定，在技工学校的教学中应当加强学校与企业的合作来为学生提供一个实践基地，进一步培养学生的实践能力。但是当前许多职业学校尽管与部分社会企业建立合作关系，但是却没有落到实处，只是让企业管理者简单地讲述一下机电一体的相关知识，而没有让学生真正深入一线去具体实践，因此校企合作仅仅是流于表面形式而已。
二、机电一体化专业“机”与“电”课程平衡性的体现
1.课时设置的平衡性。在机械学与电子学相关课程的课时设置中，学校为了体现课程之间的平衡性，使二者在专业课程中所占的课时比重相当，理论课与实践课所占的总和分别占35%左右。
2.知识要求的平衡性。在机电一体化专业的考评机制中，机械学与电子学相关的课程都是重点考查的内容，除了理论性知识之外还加强了对学生实践能力的考查。
3.专业知识的交叉。在专业课程中，为了凸显课程之间的平衡性，在知识教学过程中，两类课程都涉及到知识的交叉。例如在数控机床机械结构课程中，既有机械学知识的教学，又包含了电子学的内容。
三、机电一体化专业课程平衡对学生专业素养的影响及实现
1.综合型人才的培养。与一般的专业课程不同，机电一体化专业的设置是借鉴了德国“双元制”的教学模式，通过对两类独立的课程进行学习，培养学生在机械制造与电气工艺方面的维护、调试、管理的能力。在学习过程中，教学紧紧围绕机电一体化知识，让学生掌握两类不同的技术，并通过实践增强对这两类技术的熟练度。因此实现机械学与电子学课程之间的平衡性，能够让学生更好地掌握这两类学科的知识，实现综合发展。
2.实用型人才的培养。机电一体化专业是一门具有较强应用性的课程，所涉及到的机械学与电子学的知识，都与实践有着密切的联系，只有通过具体的实践才能使知识的效用发挥到最大。因此，无论是在机械学的教学中还是在电子学的教学中，教师都应该注重学生实践能力的培养，让学生通过一系列的机械组装维修活动来提高对知识的应用能力。并让学生参与到合作企业的具体实践中，通过深入一线对企业生产的管理活动进行了解与体会，能够培养学生的操作能力，并学到一定的生产管理经验，为其以后参加工作奠定良好的基础。
3.创新型人才的培养。随着科技的进步，各大企业对人才的要求也更为严格，更多的是对创新型人才的需要，因此机电一体化专业的教学也要根据社会的实际需要，考虑到岗位需求与职业发展的需要，来培养学生的创造性思维。通过对学生实践能力的培养，能够让学生对学到的知识有更深刻的体会，并从中挖掘出新的理念、想法，通过将这些新的想法理念具体实施，能够培养学生的创新思维以及发散思维，从而培养出具有创造能力的新型人才，在机电一体化领域发挥更大的作用，促进该领域的快速发展。
4.素质型人才的培养。在当前素质教育的背景下，“机”与“电”课程的平衡性，不仅仅指的是机械学与电子学之间的平衡，在机电一体化专业的培养目标中，还包括了学生德、智、体、美以及良好职业道德的培养。因此在理论教学与实践教学之外，加强对学生各方面素质的培养，符合素质教育的要求，同时也是促进学生个体特征完善的要求，能够培养出符合时代特征的素质型人才。
四、结束语
机电一体化专业是一门对学生能力要求较高的综合型专业，因此只有实现课程之间的平衡性，才能促进学生综合素养的提高。
参考文献：
关键词：机电一体化;产品创新;概念设计
机电一体化产品的概念设计有着极其丰富的内容，同时也是产品在整个生产过程内最具创造性的阶段。其中，包含的原理与方法论对相关产品研发者起到关键的引导效用。因此，对机电一体化产品创新性概念设计进行探索，具有十分重要的现实意义。
1机电一体化产品概念设计的概述
1.1机电一体化产品概念设计的内容
机电一体化产品是在机电一体化基础上建立起的包含系统与构件、基本元内容的集合，而机电一体化产品概念设计的含义则是依据产品使用周期中各个环节所需要求对产品实施功能改造、分析和子功能开发，进而实现其满足功能结构要求的系统化设计活动。这种设计工作的过程包括前期规划、设计概念以及对计划进行详细化和丰富化，并加以改进补充。机电一体化产品概念设计过程中的程式化内容可以通过计算机技术代为实现，但除此之外难以被程式化的方面还需产品设计人员通过人工设计逐步完成。通过构建人机协同的概念设计理念，对其功能与组织开发的过程按照模块化思想进行划分，以此实现这一设计工作的层次性、协调性。目前，发达国家对机电一体化概念设计的深入研究大体集中于其调控系统的设计。机电一体化的理念自1971年被提出以来，经过几十年的发展，内容也在逐步丰富，尤其在科技快速发展的今天，广阔的市场空间与消费需求的升级，更加迫使机电一体化产品对自身性能、可靠程度提出更高要求。而计算机技术、互联网信息技术、传感技术、AI技术、微电子技术、新材料技术、集成技术以及其他相关技术的进步，都为机电一体化产品的革新打下了技术根基，使得机电一体化产品朝着更优质、更高效的方向迈进。
1.2机电一体化产品创新概念设计的意义
机电一体化产品的创新型概念设计本身有着重要作用，其既是产品品质的深层内容，又是其功能属性得以发挥的保障，对其本身质量的影响也约占60%～70%。因此，建成机电一体化产品创新的概念设计具有极其显著的意义。简要概括，主要包括以下三方面内容。第一，创新机电一体化产品的概念设计是保障机电一体化产品品质的必要性要求。机电一体化体系具有多种学科互相交叉、集成融合的特点，本身具有着复杂内涵。因此，现今许多的机械产品的设计并不适应机电一体化技术本身的特色，难以做到根据机电一体化技术特征随之作出应对。第二，机电一体化产品概念设计的创新促使其理论体系得到发展。要创新这一概念设计，必将建立新的方式、理论基础。只有在合理、可靠的概念设计基础上，才能使之收获具有优异性能的机电一化体产品。再加之如今概念设计的思想理念获得了社会中乃至整个世界越来越多的关注与认同，如QFD理论、公理化理论、TRIZ理论等设计理论的建立，对于推动创新机电一体化产的概念设计发展起到了不可忽略的效用，进一步促进了机电一体化技术体系的建立和机电一体化技术的完善。第三，机电一体化产品创新概念设计对于生产能力与工作质量的提高起到切实的帮助作用。许多机电一体化产品都带有自动处理、调节的功效，通过这些能力的实现，能够保证工作质量与效率的稳步提升。例如，在数控机床的使用过程中，其生产效率要高出普通基础5～6倍，并能够实现机床数量减少50%，节省50%操作人员的效能，生产周期也能缩短40%，进而使得生产成本降低50%左右。
2机电一体化产品创新概念设计理论
2.1机电一体化产品应用到的系统原理
机电一体化系统是该类产品中最为重要的基础。就其本质来说。它算是一种复杂机械，但与普通的机械相比还有着显著区分。机电一体化体系是通过在机构的动力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先进的电子技术，并使之与软件相互联合形成的一类新型机械系统。就其功能来说，机电一体化系统包含机械力、能量流、运动力等多种动力学有关的特殊机械，以及一些机电部件互相关联的系统。其中，机电一体化系统的核心又在于集成协调各种技术，通过对机械工程、控制系统、计算机技术、电子技术、电工技术等多项技术的联合利用，实现其运动行为可控的目标，而不仅简单对各项技术进行拼凑堆积。这也是利用计算机的调节和处理能力，实现驱动元件可控特征的现代化机械系统。有关机电系统化原理的研究主要包含三方面内容。第一，三环论。研究者认为，机电一体化产品可以划分为电子、机械、软件三项功能模块。第二，五块论。通常视机电一体化产品是由动力功能、控制功能、构造功能、操作功能和传感检测五个功能模块组成的。第三，两个子系统理论。研究人员认为，机电一体化系统是由控制系统和物理系统两项分支系统共同组成的。以上三种理论的提出具有重要意义，但同时也有着较大的局限性。三者立足于控制和电力两部分，但没有对机械主体加以强调，也并未对处理好机电一体化系统的概念设计中出现的复杂性、多面性和模糊性等问题提出方法。因此，这些理论对该类产品的概念设计不能起到重要作用。在概念设计实际工作中，机电一体化系统往往会被划分为传感检测、执行机构、信息控制处理三个子系统。通过这三个子系统的系统分工，各自完成信息检测、机械运动与信息控制的工作，这种分工方式才能真正实现该系统中各项功能的优化和最佳效果的发挥，并以此获得机电一体化系统的概念设计合理的相关方案。
2.2机电一体化产品创新的概念设计方法
对机电一体化产品而言，其概念设计是许多领域内知识、技术之间的交织融合，具有新颖复杂、反复迭代、目标多解、结构不良等特点。满足机电一体化产品概念设计的创新，关键在于发挥设计者的主观能动性，通过展现设计智慧，满足创新性的要求。要实现这一目标，主要在于实现人机协调配合。计算机技术的飞速进步，促使人们对人工智能提出新的期待。但创新产品设计这类任务，主要还得依靠人类的智能实现。机电一体系统也是人机协同系统，通过对设计者与计算机的分工，来达到创新概念设计的目的。机电一体化产品概念设计创新主要方法包括三方面内容。第一，落实人才战略，培养专业性人才。科技竞争最终都会落实在人才竞争上。要实现机电一体化产品概念设计的创新，人才供应是重要保障。机电一体化技术专业人才在制造行业占据就业满意度第三位的好名次，就业率更是高达100%。因此，加强专业人才培养更有着多方面的积极意义，国家以及机电行业要在培养、优化道路中贡献出更多力量，从多方面对学生展开培训工作，以此实现增强研究者、开发者、设计者以及其他相关从业人员素质的目的。第二，努力拓宽供应市场，严守质量关。市场是检验产品的试金石，将机电一体化产品投放到市场中，一方面保障其生命周期能够实现，另一方面通过买方对产品性能体验所作反馈也对产品研发起到反作用力的效果，使其优点得以保存、延续，缺点得到改良、进化，从而不断促进机电一体化产品性能的整体提升。第三，将环保技术纳入机电一体化的发展策略中。机械技术、计算机技术、电子技术、电力技术等多种技术的应用，往往会伴随着电子、机械污染的问题。在机电一体化产品的生产过程中，无可避免也会产生一些污染物。因此，设计者在设计研发过程中要考虑到环保问题，让机电一体化产品朝着节能环保的方向发展，以施行环保、可持续的发展策略为其提供方法指引。通过一些环保设施和环保科技的实行，有效遏制资源浪费、污染物增多的问题。当实际运行过程中出现技术故障时，也可以反复利用一些资源，以减少资源、材料的消耗。相关生产负责人还应主动淘汰一些产能落后的设备、产品，以此改变过去投入高、输出高的模式，最终实现发展的可持续，使人们拥有健康的生存环境。
2.3机电一体化产品创新的概念设计的发展展望
机电一体化产品创新的概念设计主要发展在于理论的进步。虽然机电一体化体系中依旧存在许多问题需要加强分析、研究，但其发展总趋势还是积极向上的。概括有五方面内容：第一，根据被测物理量，建立传感器特点和类型的知识库；第二，构建与机电一体化产品的概念设计相关的推理方法库；第三，将执行机构的实现运动与动作进行分类，构建执行机构库和驱动元件库，以促进驱动元件、执行、传动机构和两者的集成选择实行；第四，实现对该类产品概念设计在各个环节评价体系的建立，尤其在概念设计初期中构建对功能原理设计环节的评价体系；第五，构建调节和控制信息的资料库，以促进挑选硬件和编制软件中对机构子系统高效管控的实现。随着机电技术与各项科技的快速进步以及机电一体化研究的逐步深入，促使机电一体化产品概念设计的理论体系更加丰富，并具有更为强大的实用功能和操作功能，从而顺利实现对机电一体化产品的创新与研发。
3结束语
机电一体化产品的研究虽然已经取得了较为瞩目的成绩，但关于机电一体化产品设计的研究成果目前依然处于初级阶段，仍需要相关从业者不断加强探索、创新，通过大量细致的实践研究工作，促进机电一体化产品创新概念设计的完善和成熟，并最终实现其优异的实用价值。
作者:王中元 单位:内蒙古机电职业技术学院
参考文献:
关键词：机电一体化，工程机械，电子控制，应用
Abstract: With the rapid development and wide application of the computer technology ,the mechanical and electrical integration technology is hitherto unknown the development, and is widely applied in the field of mechanical engineering. This paper expounds the connotation and development trend of the mechanical and electrical integration, and discusses the application of the mechanical and electrical integration technology in the construction machinery. The electronic and electrical control system part quality and performance of the mechanical engineering has a direct impact on the engineering mechanical power, construction quality, production efficiency, reliability, economy and service life.
Key words: mechanical and electrical integration, engineering machinery, electronic control, application
中图分类号: TH-39文献标识码:A文章编号：2095-2104（2012）
机电一体化又称机械电子学，是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从二十世纪70年代中期在国外工程机械上得到初步应用，80年代以微电子技术为核心代表的高新技术的蓬勃发展， 使得微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等在工程机械上得到应用，推动了工程机械制造技术的迅速发展，从根本上改变了工程机械的面貌，极大提高了产品性能，使工程机械进入了一个全新的发展阶段。以微机或微处理器为核心的电子控制系统在国外工程机械上的应用已相当普及，并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。
1 机电一体化发展方向
机电一体化是集机械、电子、信息、计算机、控制、光学等多种学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。纵观世界各国机电一体化在工程机械中的应用，其主要发展方向大致有以下几个方面：
1.1智能化
智能化是新世纪机电一体化技术的一个重要发展方向，人工智能在机电一体化的科学研究中日益受到重视。机电一体化产品的智能化主要是使高性能、高速的微处理实现机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，机器人与数控机床的智能化就是重要应用代表。智能化通过对机器行为的描述，在控制理论科学的基础上，应用人工智能、运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学等新思想和新方法，使机器具有逻辑思维、判断推理最终能够自主决策。
1.2模块化
模块化是机电一体化技术中的一项重要而艰巨的工程。机电一体化产品种类和生产厂家繁多的现实情况使得相关单位制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配，企业研制和开发具有标准机械接口、动力接口、电气接口和环境接口等的机电一体化产品单元，比如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元以及各种能完成操作的机械装置等。在这些标准单元的基础上就可迅速开发新产品，同时也可以扩大生产规模。但是，由于部分企业的短视行为与利益保护，近期很难制定出国际或国内这方面的标准，但可喜的是，通过组建一些大企业可以逐渐形成一定范围内的标准。
1.3网络化
20世纪90年代，网络技术的兴起和飞速发展给科学技术，工业生产等都带来了巨大的变革，网络系统将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一经研制成功，只要其功能质量可靠，很快就会畅销全球。另一方面，基于网络的各种远程控制和监视技术发展越来越好，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已形成优势，利用家庭网络将家用电器连接成以计算机为中心的集成家电网络系统，能使人们待在家里就可分享高技术的便利和快乐。因此，机电一体化产品必将朝着网络化方向发展。
1.4微型化
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积越来越小，耗能也越来越少，运动更加灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
1.5环保化
工业的高速发展致使全球资源减少，生态环境受到严重污染。政府和人民越来越重视保护环境资源，回归自然，绿色产品在这种呼声下应运而生。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的全过程中，既符合特定的环境保护和人类健康的要求，又对自然生态环境无害或甚至危害极少，同时资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是使用时不污染生态环境，报废后能回收利用，因此绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。
2 机电一体化的应用
机电一体化技术推动了工程机械的迅速发展，从根本上改变了工程机械的原始面貌，极大促进了机械产品性能的提高，使工程机械进入了一个全新的发展阶段。
2.1在线监控与故障自诊
对工程机械的发动机、工作装置、传动系统、制动系统与液压系统等的运行状态进行实时监控，一旦出现异常现象，能自动报警并准确地指出故障的部位，从而改善技术人员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低使用维修费用，延长设备的使用寿命。
2.2节约能源，提高效率
传统工程机械的能量利用率较低，这种现状迫使工程机械的发展必须着眼于节能。日本某公司研发的新型挖掘机采用节能控制器，燃料可节省23%，具有良好的节能效果；挖掘机节能控制系统采用了卡特电子效率控制系统，对发动机和泵的综合控制使功率的利用率可达98%。
关键词：机电一体化 应用现状 发展趋势
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：
一、 机电一体化技术简介
机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体，是在以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展向机械工业领域迅猛渗透并与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。
二、 机电一体化技术的应用领域
上世纪90年代以来，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术、微细加工技术等进入了机电一体化，出现了光机电一体化和微机电一体化的新分支。同时对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，以及学科体系和发展趋势都进行了深入研究。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电一体化技术开辟了广阔的发展天地。
（一）数控机床领域
数控机床技术也是机电一体化技术的典型应用，现在，我国生产的普通级数控机床，加工精度已经达到5，精密级的加工中心加工精度已经可达1，而我国自主研发的应用于军工等特殊领域的超精密数控加工，其加工精度可达0.01级别。除了加工精度的不断提升，数控加工技术的发展还体现在以下几个方面：
1、采用多级网络技术，增强系统的组合能力，可以实现多机互动，构成复杂加工系统，也方便车间管理，可以通过网络实施监控生产状况。
2、WOP技术和智能化技术的应用，为客户提供面向车间的编程技术，利用数控系统可以对加工过程进行模拟仿真，同时在加工过程中可以在线诊断故障实现模糊控。
3、采用多CPU、多总线式结构，以提高数控机床的智能化程度，提供更好的人机交互界面和更高的控制性能。
（二）计算机集成制造系统
计算机集成制造系统是指由一个多级计算机控制硬件结构，配合一套订货、销售、设计、制造和管理综合为一体的软件系统所构成的全盘自动化制造系统。它是当前世界制造业发展的最新趋势，它的出现，打破了传统的生产部门的划分，而实现了从经营决策、产品开发到生产经营管理的有机结合。计算机集成制造系统将一件产品从下订单到送到客户手中的整个生产销售过程作为管理对象，有助于实现全局动态的最优综合。
（三）工业机器人
机器人技术是典型的机电一体化技术，而随着工业现代化进程的不断推进，工业机器人已经广泛应用于汽车装配、食品加工、计算机设备制造等各个工业领域之中。工业机器人的大量应用，一方面提升了产品质量，另一方面使得工业品成本大幅度降低、产量快速升高，企业的利润得以大幅度提升。随着超大规模集成电路技术的快速发展，以及神经网络与模糊控制等先进算法的发展，具有多种感知能力、可实现复杂逻辑判断、思维与决策的智能化机器人已经开始应用，这类机器人可以根据现场环境实现动态的路径规划，有良好的人机交互界面，可以在复杂环境中独立行动。
三、 机电一体化技术的发展趋势
随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。未来机电一体化的主要发展方向有：
（一） 模块化
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
（二） 智能化
人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。虽然使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。
（三）网络化
伴随网络技术的飞速发展，机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
（四） 微型化
国外称其为微电子机械系统，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
（五） 循环化
设计环境友好型的绿色机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的循环化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
（六）光电化
光机电一体化技术是由光学，光电子学，电子信息和机械制造及其他相关技术交叉与融合构成的综合性高新技术是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它丰富和拓宽了光机电一体化技术的内涵和外延。光机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。，是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有很高功能和附加值；光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现，使用和发展的技术。总结：机电一体化技术对创新新型经济的贡献已经显现，成为当今工业生产的主流技术，并拥有广阔的发展前景。我国的机电一体化技术经过20多年的发展取得了较大的成就，但是与发达国建仍有相当大的差距，机电一体化技术是各种高新技术的升华，需要多学科、多技术和多机构的共同结合与努力才能不断提高其应用水平。
参考文献：
[1] 吴立《对机电一体化技术发展趋势的探讨》[J].科协论坛2007（04）.
关键词：实验教学；机电一体化；系统分析
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）32-0197-02
针对目前学校的机电一体化实验教学课程中所存在的诸多问题、不足，应从改善相关实验教学中着手，创造性地总结出一种新型机电一体化实践教学模式，其主要内容是针对学习内容及特点进行改善。在实践的基础上，促进学生在观察力、实际操作、创新思维、实践理论及分析、解决问题的能力中得到显著的提升，为培养社会主义新型人才打下坚实稳固的基础。
一、新教学模式下的机电一体化
1.改革机电一体化的教学实验内容。可引进一套关于机电一体化的操作系统，使机电一体化的实验教学以此系统为载体，并利用传感器、PLC编程、电力设计、电机驱动、机械传动以及实行机构等科技，来从事机电一体化设计的系统活动实验。此系统中应包含10个单元。每一单元都有相对应的各自特点及作用，每个单元其主要负责的工作任务是将相关工件从原料库中取出，然后进行质量检测分析，直接对非金属部件进行加工处理，最后将不同且加工过的部件进行分拣入库。
2.新机电一体化教学模式的特点。首先，教学模式的综合性特点。具体包含机电一体化教材中关于传感器的问题、操控理论的问题以及机械传动问题的内容，帮助学生综合运用相关知识，促进学生在观察力、实际操作、创新思维、实践理论及分析、解决问题的能力中得到显著的提升。其次，教学模式的创新性特点。主要在于电机、传感器的选取问题；巧妙的设计出电气系统；继电器以及相关导线的创新应用等。再次，在新的教学模式下，加强学生的观察力、创新力，培养学生实际操作的能力。主要针对学生的动手问题、分析问题、解决问题、理论知识应用实际能力以及独立学习问题等方面进行培养。最后，在新教学中加强学生对团队协作精神的认识。在面对实际困难的教学问题上，对于其中的某个人或者某个小组很难独自完成任务，这时需要学生组成更大的团队进行相互的配合，以此来更好地解决问题。
3.理论与实践一体化”教学策略初探。通过整合学术性课程与实践性课程，使理论与实践在课程结构上融为一体。通过整合学术性课程与实践性课程，将原理性的学习内容和与之对应的实践性学习内容，根据职业岗位分析，按照职业岗位职责的要求重新组合，形成模块式的课程体系，使理论与实践在课程结构上融为一体。课程整合不是课程内容简单的加加减减，而是通过综合化将相关知识按照逻辑关系进行重组、归纳、整合，系统地形成新的课程，并引进一定的新技术、新工艺、新知识和新方法，以期达到对课程体系和知识结构的优化。以使学生能真正学到有用的、实用的知识，再由知识转化成能力必然对学生的就业产生直接影响。我们在对专业理论课程实行整合的过程中，决不能轻视理论对实践的指导作用，而应针对中职教育培养“应用型”人才的内在要求，在强调理论知识“必需”、“够用”的前提下，减少理论课课时在整个教学中所占的比例。从而打破“以理论教学为主，实践教学为辅”的传统教学模式，强化了实践教学内容。
二、关于机电一体化新教学模式的效果
1.注重加强学生的动手能力。在实践活动开始，我们在学生面前呈现出一个空接线盒，对此学生们或许不知道如何连接接线端处。但在教师不断细心地引导之下，慢慢地使学生懂得传感器、信号输出等问题，从而学生逐渐能够对照图纸完成线路的连接，保证在试验中懂得机电一体化知识，并且以后能够熟练的运用到实际工作当中。
2.注重加强学生的创新思维。以认识传感器环节为例，起初学生面对传感器，或许会想到许多验证方法，如用手将光电传感器挡住，以此观察灯的变化；用手指拨动开关；将霍尔传感器与磁传感器调换位置进行实验。通过此手段学生的创新思维将大大提升。
3.注重加强学生系统学习。通过教师的详细讲解之后，我们要求学生能将所学知识串联起来。例如学生此前或许单独学习过电力、机械、控制理论、PLC等相关知识，现在可以在老师整合知识的基础上，通过自身的不断努力将各块知识形成一个联系紧密的统一整体，以此了解各个要素间的相互联系，相互作用，以达到学有所用，在大脑中形成一张有机组合的机电一体化知识网。
4.注重加强学生团结合作的意识。单个人或者单个组织的力量非常有限，所以我们必须充分的认识到团结协作与团队意识的重要性。我们要在复杂实验当中开展更广、更大的合作平台，不要仅仅只局限在局部，要从整体着眼，从全局方向把握问题，进行各团队之间的沟通与交流，在合作基础上，发挥集体的最大力量，分析问题、解决问题。
三、结语
经过实践证明，机电一体化实验教学的改革，是充分依据了我们的教学目标，以实验活动为主体，综合应用了相关机电一体化的学科知识，显著体现了电子、机械技术上的紧密联系，为加强学生从整体上把握知识、应用知识、解决实际相关问题以及提高学生的动脑创新精神起到了非常积极重要的作用。
参考文献：
[1]叶大鹏.计算机仿真技术在机电一体化系统设计教学中的应用[J].建农林大学学报（自然科学版），2004，33（4）.
关键词：高等职业教育；实践教学；机电一体化；专业教学改革
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）33-0027-02
一、机电一体化专业改革背景
随着国务院正式批准国家级新区―西咸新区的成立，西咸一体化经济合作日益紧密，陕西省特别是西咸地区将迎来又一个经济高速发展期。在信息化的时代，以技术的进步带动产业的全面发展的科技发展将成为推动社会整体经济的主流。职业教育将成为提高人力资源素质的重要途径，成为实现科技成果产业化的重要基础，成为推进产业经济发展的重要支撑。
高新技术开发区制造业的进一步升级，将使机械自动化、电子技术、计算机信息技术之间的联系变得越来越紧密，将对机电一体化专业的需求、课程结构、知识体系、学生技能素养等产生直接影响并提出更高要求。因此，必须脱离原有的教育模式，缩短课程内容与现代生产技术之间的距离，以适应陕西省现代化建设的需要。
二、机电一体化专业教学改革工作目标
由于传统教学局限于单一的教育模式，原有教材过于陈旧，新知识、新技术还在不断更新，而教学课时却相对进行了调整或缩减，如何进一步提高教学质量使专业学习与企业实践相接轨是现在面临的一个重大难题。传统教学体系中，学生在学习过程中普遍感到知识过于抽象，枯燥乏味，例如传感器与测试技术，学生对敏感元件的了解仅限于结构原理图，无法接触实物，对元器件机械机构及工作原理似懂非懂，大大降低了学习兴趣，使得知识掌握的不够牢靠[1]。
三、机电一体化专业教学改革方案
1.制定适应新形势的教学改革实施举措。遵循国家及相关部门的要求，制订适合现代化建设的机电一体化专业教学计划，以综合素质培养为目标，以职业能力培养为主线。围绕培养对象的知识、能力、素质等方面进行合理的安排，培养实用的职业技术型人才。
①机电一体化专业内涵建设。机电一体化技术从学科角度来看，它集机械技术、微电子技术、计算机信息技术、电气自动化技术为体，但并不是简单组合体，是在计算机控制下由机械本体、电、气、液压以及光电器件组成的产品或设备，是一个完全自动化的控制系统[2]。
②构建新的人才培养模式。根据教育部的各项文件，探索和实践“专业+实践”的人才培养模式。推行个性化教育，实施技能“精英型”和“专用型”分层次人才培养方案。在校内开设“试点班”、“订单班”，与用人单位建立毕业生跟踪反馈机制，并对毕业生的培养质量进行综合评定[3]。培养对现代机电一体化产品结构调整有较强适应能力的应用型高级技术人员、技艺型操作维护人员。
③机电一体化技术应用领域人才岗位的能力。根据专业发展与市长需求，结合往届毕业生的分布，总结机电一体化专业岗位分析表。
2.主要课程设置。建立专业核心课程，将教学模块单元细化，确定每一教学模块所承载的作用相应的配套实践环节，对学生成绩采用理论结合实际操作的考核办法。培养学生获得岗位实际应用的能力，以职业能力为导向，按照其要求整合主干课程，建立培养应用能力的学习课程体系（即“职业基础学习领域、职业核心学习领域和职业拓展学习领域”）。对学科间重复部分与交叉点进行优化、改造，突出知识间的联系和衔接，消除重复的教学环节。使得理论教学与实践教学相互渗透、相互结合，适时采用讲练式现场教学和启发式等教学方法。
3.突出专业核心证书，搭建企业需求人才的桥梁。实施专业核心证书培养制度，是进行人才培养模式改革的重要举措，也是保障毕业生就业率的重要环节。以机电一体化高级工证书为核心证书，数控车、数控铣、电工中级证书等相结合的方式，既使学生明确专业的核心课程，同时又掌握职业操作的基本技能，熟悉行业的运作流程，具有一定的解决现场问题的能力。
4.教材建设。通过成立机电一体化专业指导委员会，对专业主干课程进行论证，对人才培养方案进行修订，并经统一规划后，采用教育部高职高专规划推荐教材和自编教材相结合的方法，根据实际情况自编实践实训补充教材，基本上形成了一套较为适用的教材体系。与出版社建立合作关系，积极组织并从职业教育较为发达省份引进一些适用教材和教学方法，并结合本校特色，编写相关校本教材，既可作为相关课程的教学，又可为我国职业教育特色化办学提供参考。
5.师资队伍建设。师资队伍是实现培养计划的关键要素，高职教育教学改革的中心环节就包括了建设一支专兼职结合、结构合理的、具有较高教学水平和较丰富工程实践经验，较高工程素质的双师型教师队伍。
6.实验实训基地建设。实践教学课时安排要把握以下两个原则：一是保量原则。在课时数量上应占整个教学计划总课时的50%及以上，以充分体现职业教育特色。二是适时原则[4]。根据各个教学模块单元的知识和能力要求，及时跟上教学实践环节，强调知识与能力的结合，增强实践教学的时效性和教学效果。①校内实验实训条件。结合机电一体化专业主干课程，按人才培养计划中统一要求配备实验实训设备。目前学院已建立多个实验实训室，并充分利用“校中厂”实践教学基地，最大化发挥实训实验场所及设备的作用，将理论或技能要点讲授与实习操作穿行，以保证人才培养模式的顺利实施。②校外实训基地。与企业建立友好的合作关系，加强与企业的联系。学院与亿滋中国、西诺牙科等多家著名公司成立“订单班”，并与多家国内外知名企业合作成立校外实习实训基地。实训教学环节中，一方面聘请经验丰富的工程师来校指导学生实习、实训；另一方面安排学生到企业顶岗实习，使学生更快的胜任企业的岗位。
参考文献：
[1]张谦.浅议机电一体化专业教学改革[J].现代企业教育，2011，（23）.
[2]胡晓岳，冯宁.以实践为导向的高职机电一体化专业教学改革[J].职业技术教育，2006，（486）.
[3]冯建平.机电一体化教学改革初探[J].大众科技，2009，（114）.
关键词：工程机械 机电一体化 应用与发展
中图分类号：TD60 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（b）-0064-01
机电一体化是一门新兴的综合性科学技术，亦称为机械电子学，它主要是将电子技术、计算机技术、信息技术等与机械技术进行有机结合，并综合应用到实际运作中。近年来，信息技术的不断发展为机电一体化提供了强有力的核心技术支持，机电一体化技术的发展提高了工程机械的运作效率，降低了工程成本，满足了我国工程机械领域节能化、智能化和自动化的要求，它的正确使用是工程机械完美运作的重中之重。
机电一体化的运用主要是通过电子控制系统加以实现的，电子控制系统应用的好坏直接影响到工程机械的安全性、经济性、施工质量、使用寿命等。引入机电一体化技术，能够大大提高工程机械的动力性、燃油经济性、操作舒适性及工作精准度、工作效率等，所以现代工程施工中，机电一体化技术业已在工程机械众多领域得到广泛应用，生产过程对工程机械的性能要求也日益增高，而且工程机械中机电一体化技术的管理与应用也将是今后的发展趋势。因此，如何管理并有效应用机电一体化技术成为很多工程施工企业不得不面临的必要课题。
1 工程机械领域机电一体化技术的应用现状
1.1 自我监测与诊断，延长机械使用寿命
与传统的只能由相关工作人员定期排检故障的模式不同的是，机电一体化工程机械中的自我监测与诊断功能，能够对机械的发动机、液压系统、传动系统、工作装置等的运行状态实施全面监控，如果出现异常，可以自动报警，避免故障损伤的扩大化，并能够自我诊断找到故障部位，以便维修人员可以尽快的对故障部位进行检修，减少故障排检时间和停机维修时间，提高了工程机械的利用效率，降低了生产成本。同时自我监测可以避免重大故障发生，延长机械使用寿命。
1.2 节能减耗，提高生产效率
工程机械机电一体化中电子节能控制器的使用改变了以往的工程机械能源损耗大、利用率低、工程经济效益低等缺点，取而代之的是低能耗高效率高效益，符合国家倡导的节能减排这一政策。而且我国企业间的竞争日趋激烈，科学技术的融入可以大大提高企业的市场竞争力，其中电子节能控制器的使用极大的降低了大型工程机械设备的能耗，改善了施工环境，同时它的操作相对较为简单，设备磨损较少，也在一定程度上提高了生产效率。
1.3 保证操作作业的精准度
机电一体化技术保证了工程机械稳步向高精准度的层次发展，从而最大限度的提高机械性能和工作效率。比如在道路铺设工程中通过微机控制的电子称量系统的应用、自动找平系统的应用、采用超声波技术的自动供料系统等的应用，这些使得称量实现自动化，提高了精准度，减少了人工误差，提高了作业质量和效率，同时减少了人力资源的投入，降低了工作人员的劳动强度，节省了许多的施工工序，使其更加符合现代工程机械的施工要求。
1.4 实现机械作业的自动化或半自动化
机电一体化技术在工程机械领域中的应用实现了机械作业的自动化或半自动化，很大程度上降低了施工过程中人力物力的投入，减少了施工人员的劳动量和劳动强度，提高了设备的劳动产出比，而且还可以有效防止操作人员因缺乏经验、技术不足或疲劳而产生的操作误差，进而保障了机械作业的高质量。机械作业的自动化或半自动化降低了企业的人力资源成本，提高了工程的质量，保障了工程的整体经济效益。
1.5 机电一体化技术的其他应用
机电一体化技术在工程机械领域的应用越来越广泛，例如为了提升发动机功率、简化工序、降低能耗、减少工作量而在装载机、推土机、铲运机等中采用的自动变速器；为了提高作业的安全性而在起重设备中采用的力矩限制器；为实现危险地带、恶劣工作环境或人员无法到达地点的无人驾驶而采用的无线遥控装置等等。总之，机电一体化在工程机械领域的诸多应用，都是为了工程机械的良好运作，是机械工作发展的必然趋势。
2 工程机械领域机电一体化的发展趋势
2.1 智能化
智能化是机电一体化技术的必然发展趋势，其应用需求也越来越高。所谓智能化，即立足于相关控制理论，将心理学、生理学、计算机网络、运筹学、人工智能等多学科知识运用到工程机械领域，使工程机械的操作可以逐渐取代人为操作，进一步降低工程预算成本，实现更精准的控制，满足工程施工的更高要求，因此工程机械的智能化仍是大势所趋。
2.2 微型化
微型化这一概念源于上世纪80年代末期，是指机电一体化向微电子机械系统领域发展的趋势。微型机电一体化产品是电子技术与机械技术在纳米尺度上相融合的产物，它的特点主要是体积小、耗能低、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等领域有着不可超越的优越性。现阶段微型机电一体化产品都朝着小于1立方厘米的体积发展，甚至是朝着微米、纳米级别发展，其瓶颈为微机械技术。
2.3 网络化
随着计算机网络的普及，基于网络的各种远程控制设备可以达到让人们足不出户即可控制多种设备的目标，使工程机械的操作更加便捷，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。工程机械领域中远程控制盒监控技术的快速发展使得机电一体化产品向着网络化方向发展成为必然趋势。
2.4 节能环保化
随着工业化进程的持续推进，人类社会的经济化水平不断提高，但与此同时人们赖以生存的环境也遭到了巨大的破坏。进入新世纪以来，社会公众对环保的关注和呼声越来越高，国家也出台了一系列的相关政策来号召节能减排，为适应节约型社会的发展，机电一体化产品在使用时不造成资源浪费和环境污染，报废后可以回收利用，实现绿色化产品概念和绿色化设计制造更能适应今后的市场需求。
3 结语
总之，工程机械领域中机电一体化技术的应用日趋广泛，发展前景可观，工程机械为适应机电一体化这一趋势，尽可能的提高机械运作效率，需要其操作者或使用者顺应科学发展潮流，加大研究力度，全面掌握机电一体化技术，振兴机械工业，更好的为我国建设事业服务。
参考文献
[1] 黄宋义.工程机械中机电一体化的应用[J].科技资讯，2009（18）：33-33.
[2] 张大庆，刘均益，郭勇，等.从CONEXPO
关键词：机电一体化；控制系统；概念设计
中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 10-0005-02
一、引言
机电一体化（Mechatronics）这一概念，是日本学者在1971年首次提出来的。至今，经历了40多年的发展，随科技的发展不断丰富，不断更新，机电一体化的内涵也发生了根本性的变化。尤其是进入21世纪以来，人们的消费观念不断变化，围绕消费者之间的市场竞争日趋激烈和白热化，重点是针对机电一体化产品的输出柔性、工作性能及可靠性等方面，在这些方面的，人们的要求越来越高。
新时代背景下，机电一体化技术在计算机技术、人工智能技术、网络技术、信息技术、传感器技术等相关学科的快速发展下得到了飞跃发展，面临着更加广阔的应用前景和发展空间。电子产品结构也在集成技术、新材料、微电子的快速发展背景下发生了革命性的变化，传统的机械产品向智能化、小型化、网络化、模块化、自动化、柔性化、机电一体化迈进，已经步入了一个新的发展阶段。再就是随着传感、信息技术和传统机械产品的融合，机电一体化技术已成为一个新兴的跨学科的技术，它涉及到的信息处理技术、制造技术、驱动技术、传感技术、自动控制技术、接口技术等关键技术。
总之，科学技术越是向更新更高层次发展，就越能给人们带来更多的惊喜和生活空间，也能给人们更加丰富物质、文化和精神享受。可以说，机电一体化技术在21世纪的机械产品的设计和发展中发挥着重要的作用，重点研究机电一体化产品控制系统概念原理及设计方法具有重要的理论意义及现实意义。
二、机电一体化系统及其组成原理
机电一体化系统是一个各种技术之间相互协调和整合的有机的、完整的体系，不是一个简单的各种技术拼凑和堆积。机电一体化系统从技术层面来说综合保函和运用了控制系统、机械工程、计算机技术、电子技术、电子技术和其他技术。尤其是机电一体化系统的中的驱动元件和执行器子系统是核心的执行机构，是实现可控电动机行为的终极目标，充分利用计算机信息处理和控制功能，利用现代控制驱动元件特性的机械系统。
（一）机电一体化系统概述
1.由计算机进行信息处理和控制的现代机械系统最终目的就是要实现机械运动和动作协调，这个也是机电一体化系统功能设计的根本出发点。
2.机电一体化系统从完成工艺动作过程这一总功能的角度来看，可划分为：信息处理及控制子系统、传感检测子系统、广义执行机构子系统（如图1），它们分别完成信息处理及控制、信息检测、机械运动和动作。
3.由驱动元件和执行件（或执行机构）融为一体的广义执行机构执行子系统，具有它的特殊性、可控性。
（二）机电一体化系统的组成原理
1.广义执行机构子系统。由刚性物件组成的形形机构组合而成的传统，他们的缺乏可控性是传动和执行机构系统上最大的问题。而驱动元件与执行件（或执行机构）融为一体是广义执行机构的一个特点（如图2），从而实现可控运动。
电机、气动马达和动作缸是驱动元件中的一两种，同时还有液压、电磁铁、弹性元件、形状记忆合金、光能马达等，这足以说明驱动元件种类繁多。机电一体化系统得到更加有效工作就必须依靠驱动元件的多样性。传统机构中的输出件可以为执行件，单一构件也可以是执行件。同时，驱动元件与执行件（或执行机构）的集成应用使机电一体化系统更加有效地工作。
2.信息处理及控制子系统。信息处理和控制子系统检测传感器所提供的信息，技术和控制策略和执行的广义执行机构控制的基础上采取行动的过程中。应执行的控制来实现，广义的运动学模型是由一台计算机和软件实现。信息处理和控制子系统是实现智能化的现代机械系统，自动化的关键。
3.检测传感子系统。检测传感器是实现物理量的检测和信号采集的功能载体，也是连接广义执行子系统的中间纽带。
三、机电一体化产品控制系统概念设计过程
总体而言，要从功能需求出发建立机电一体化产品控制系统概念设计图3所示：
（一）用户需求模型
1.用户需求调查与分解。用户需求表达的是用户自己的意愿，要想获得这些意愿与想法，需要通过市场调查，但是这样的可操作性不强，很难使设计者完全把握用户的需求，对此可以将用户需求进行细分。机电一体化系统用户需求可分为控制域、机械域和其他域，控制域又可分为硬件域和软件域。将最初的用户需求（父需求）对应于所设计的产品向各个领域进行分解（图4：用户需求调查与分解），获得最终的用户需求（叶需求）.分解后的需求可以更具体的体现设计目标。
图4 用户需求调查与分解
用户需求分解后，要进一步对客户需求进行评估，尤其是重点对每一个叶需求进行重审核，以此进一步用衡量的方法进行分析.
2.衡量过程。衡量用户需求的优先次序，在关键的用户需求中做出挑选。衡量方法的原理是：如果一个“希望需求”与一定数量的“必须需求”之间存在相关性，那么这个希望需求也应该“必须”满足，作为额外的必须需求。衡量过程如下：
（2）标记0表示希望需求与必须需求之间没有相关性。
（3）标记1表示希望需求与必须需求之间有很强的相关性。
（4）如果希望需求的综合值在[3，5]之间或更高的作为额外的必须需求。
（二）建立功能模型
功能是系统输出量和输入量之间的关系，常被称为流，通常分为物料流、能量流和信息流。功能结构是功能模型或功能分析结果的一种表达形式。产品的总功能分解成若干功能元，将系统的各个功能元用流有机的组合起来就得到功能结构。
使用功能基建立功能结构的步骤如下：
1.确定系统的总功能及输入、输出流。
2.对于每一个输入流创建功能链。成立为每个输入的功能链。设计者设想成为流，考虑从输入到输出，或在每个操作发生对流的转换操作每个功能组按时间顺序排列，并建立功能链。可分为两个时间顺序，串行和并行的功能链。串行函数链对流操作发生的时间顺序，并联功能链的基础上发生的操作一次，串行并行功能链的功能链，共享一个或多个公共流的数量。在功能结构所表达的支流。
3.连接各功能链得到功能结构。信号的检测，处理和反馈的过程其实就是所控制的过程。创建功能框图，对所有信号进行分析。通过分析，可以得出不同类型的信号和复杂的控制系统，尤其是进一步的功能的控制系统，然后在此基础上提出若干控制方案。
四、结束语
在本文中，对机电一体化系统做出了新的认识，提出了一种在机电一体化产品的概念设计过程中，并促进机电一体化系统的理解，尤其是提出了如何设计一个控制系统的分析方法，使控制系统满足用户的需求，并确保控制系统是最合理的。
参考文献：
[1]杨鹤年.机电一体化系统中的智能控制技术[J].煤炭技术，2011，7.
[2]黄娴.机电一体化系统原理方案设计[J].法制与经济（下旬），2011，8.
[3]倪传明.机电一体化技术在工程机械中的应用分析[J].中国新技术新产品，2011，15.
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